ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
41
направленный поток электронов от горячего спая к холодному. При
этом у холодного спая образуется избыток отрицательных зарядов, у
горячего - избыток положительных. Поток электронов будет более ин-
тенсивным в тех проводниках, у которых концентрация электронов
больше. Если использовать проводники с разной концентрацией
электронов и поддерживать разную температуру спаев, на концах
термоэлемента появится
термоЭДС.
При разомкнутой цепи термоэлемента накопление электронов на
холодном конце будет увеличивать его отрицательный потенциал до тех
пор, пока не установится динамическое равновесие между электронами,
смещающимися к холодному концу, и электронами, уходящими от
холодного конца под действием возникшей разности потенциалов. Чем
меньше электропроводность материала, тем меньше скорость обратного
перетока электронов,
следовательно, тем выше ЭДС. Поэтому
полупроводниковые элементы более эффективны, чем элементы из
металлов [3].
Во время открытия эффекта Зеебека (1821 г.) единственными
источниками электрической энергии были батареи электрохимических
элементов, и термоэлектрические элементы с КПД преобразования
энергии на уровне 3% были вполне конкурентоспособны. Для
увеличения значения ЭДС на выходе ТЭГ была разработана технология
производства термоэлектрических
батарей, которые представляли собой
цепочки из последовательно соединенных термопар.
Однако по мере развития электротехники и появлением более
эффективных способов получения электрической энергии в течение
длительного времени, более ста лет, практическое применение термопар
ограничивалось только приборами для измерения температуры.
Положение существенно изменилось в 40-60-е годы прошлого
века, когда в термоэлементах вместо
металлов стали использовать
полупроводниковые материалы. Носителями зарядов в
полупроводниках могут быть как электроны (полупроводники
n-типа),
так и «положительные дырки» (полупроводники
р-типа).
Концентрацией и знаком электрических зарядов в полупроводниках
можно управлять введением легирующих добавок в кристалл исходного
материала. При этом можно получить значение ЭДС термоэлемента на
основе полупроводников в сорок с лишним раз больше, чем у металлов
[3]. Хорошая теплоизоляционная способность полупроводников
позволяет создавать ТЭГ с большими перепадами температур, а
соответственно, и
с большими значениями термоЭДС.
На рис.3.1 приведена принципиальная электрическая схема
полупроводникового термоэлектрического генератора.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- …
- следующая ›
- последняя »
